高速公路改扩建新旧路基衔接处施工质量控制分析

张扬

中铁十二局集团第一工程有限公司 陕西 西安 710000

引言

为更好地满足社会经济发展的需求，交通运输行业持续发展完善，高速公路改扩建项目是增强公路运输能力的重要基础，新旧路基衔接是改扩建工程现场施工中的一道重要工序，衔接施工情况关系着工程建设质量及进度，影响新旧路基衔接处施工效果的因素较多，参建工人应结合工程设计不断完善前期准备工作，相互之间加强配合，规范化施工，只有这样才能确保路基衔接处施工效果，确保高速公路改扩建工程质量。但事实上，部分建筑企业对新旧路基衔接处处理不到位，质控力度不足，形势堪忧，本文主要总结相关质控建议及方法。

1 高速公路改扩建施工内常见病害

改扩建工程中经常要加宽、修整原有旧路路基以使其形成整体，但被加宽、填筑、压实处理新路基投入使用以后，伴随时间的推移，局部路基的沉降量会有所增加，而旧路基历经较长运行时间以后自身沉降量基本不会增长，得以加宽的新路基会出现明显沉降情况，从而造成高速公路出现病害问题。

通常是以初有的公路排水沟槽作为基础去加宽局部路基的，这样的工况条件下时常会出现软土、泥沙等问题，如果不能及时有效处理以上状况，则会造成新建路径发生不均匀沉降[1]。

经加宽后的路基构造，其不同位置的厚薄程度及强度指标有一定差别，尤特别是新旧路基衔接位置，在施工质量上存在着显著差异。开放通车以后，在车辆荷载的长期、反复作用下容易引起一定的沉降问题，久而久之导致路面交界位置开裂，不利于公路安全、可靠运行。

2 项目案例

樟树至吉安高速公路改扩建工程全线采用沿旧路两侧拼接加宽方式，将原双向四车道高速公路扩建为双向八车道高速公路。

设计速度：100km/h。

路基宽度：41m。

设计荷载：汽车—超20级、挂车—120。

地震设防烈度：Ⅵ度。

跨径：（4×20）m。

斜度：90°。

主梁片数：68片。

梁高：1.2m。

桥梁设计基准期：100年

双向八车道，扩建后路基标准横断面。本段路基加宽方式为两侧拼宽，加宽后，八车道整体式路基宽度为41.0m其中：行车道宽2×4×3.75m，硬路肩宽2×3m，两侧路缘带宽2×0.75m，中间带宽3.5m（中央分隔带宽2.0，两侧路缘带宽2×0.75m），土路肩宽2×0.75m。

3 新旧路基衔接处的施工质控建议与方法

3.1 完善施工前期的准备工作

项目改扩建设计施工前，一定要指派专人进行深度而全面的调研活动，精准采集沿线的地形、地貌、地质构造、水文地质等信息，编制特殊路基的处置方法于设计策略，并了解本段路基路面既有的病害问题，例如翻浆、裂缝等，及时修补完善。

调查结束后，建筑企业要结合所得数据，运用水准仪、全站仪等专用设备开展施工放样活动，先对中线进行全段放线处理，固定主要控制的桩位，严格复核原公路的横断面、方位等信息，及时处理相关问题。对路基边缘两侧进行放样，明确坡脚边缘的具体位置。也要精准测算放样路基填筑的宽度和厚度，本工程运用了分层填筑施工法，要运算出各层填筑的厚度、宽度值，并将相关信息清晰标注在桩位上，各层填筑结束后要核对检验实际填筑厚度[2]。

3.2 路基填筑前的处理

本工程路边坡清表厚度30cm，土路肩挖至路面结构层以下120cm后，余下坡面再按1∶1.5坡率设0.8×1.2m台阶开挖：硬路肩据土路肩开挖后所观察到的路面病害情况、加宽宽度（加宽宽度小于0.75m时，应部分挖除硬路肩)及该硬路肩在改建后所处行车道位置等因素决定开挖与否[3]。

3.3 软弱地基的处置

3.3.1 处理方案。本工程路段沿线的不良地质问题主要是局部存在着软土地基。为了规避新老路基衔接处出现较明显的差异化沉降问题，最直接的方法将拼接路基荷载给旧路基带来的影响降到最低。现场调查沿线地质状况后，综合旧公路特殊路基的处理办法，决定运用清淤换填法分别处理淤泥质土层偏厚、偏薄的特殊路基路段，挖出非适用性材料后回填沙砾或使用石灰改良土施工。

3.3.2 软土路段的沉降控制。

3.3.2.1 对于拼接处路基施工后的沉降量，要符合桥头位置≤5cm，通道及涵洞处≤10cm、其他路段均要≤15cm。

3.3.2.2 加强差异沉降情况的管控，将加宽路基的路拱横坡增加量控制在0.5%以内，两个相毗邻路段的差异沉降导致的纵坡改变≤0.4%的设计要求。

3.3.2.3 为了防止局部路堤因填筑施工过于快速而出现失稳，明确要求现场施工过程中将路堤中心线地面沉降速率严格控制在10mm/d以内，坡脚水平位移≤5mm/d。如果探查到沉降或位移量超出设计要求区间，则要即刻暂停路堤填筑作业。

3.4 新旧路基拼接填筑

3.4.1 填料质量要求。既往大量的工程实践证实，填料质量直接决定着公路路基压实效果，本工程加宽路基施工时运用了土场或纵向调运中强度偏高的风化砂、碎石土等作为填料，如果经判断旧路基台阶开挖所得的填料质量符合设计要求时，则也可以将其用在新路基填筑施工工序中，严禁使用黏性土、腐殖土去填筑新路基。旧路路面挖掘以后如果判断出旧路路床强度不符合设计要求时，则要组织工人继续超挖旧路路面之下120cm范畴中的旧路床填料，如果能确定旧路床依然处于新路基的路床范畴中，那么需要为填方路段掺拌5%石灰以后再进行回填施工，同段新建加宽路床填筑施工时也要向其内掺入5%石灰土，对于低填及土质挖方路段需要统一换填山皮石，并且同段新加宽路床也要进行超挖施工以换填山皮石；如果能判断出旧路床不处于新路基路床范畴，那么可以直接回填超挖所得的旧路床土方，分层碾压处理[4]。

3.4.2 台阶法施工。

3.4.2.1 由旧路路基坡脚1～2m位置开挖台阶，建议将开挖宽度、高度依次控制在1～2m与0.8～1m范围，台阶内倾斜角度2%～4%，督导工人要做到逐级有序开挖，每一级台阶开挖结束后就紧随进行填筑、振动压实处理。严格按照意思是那个顺序操作能显著提升现场施工效率，抵达路床底面时，通过分析判断该处路基填高指标合理设定最后一级台阶的高度，以此为据加以控制。

3.4.2.2 台阶填筑与压实施工均要逐级完成，一定要在确保本层填筑与压实质量符合设计要求以后，才可以开展下一层的施工作业活动。运用振动压实法执行压实施工任务，层土厚度控制为0.2m。填筑施工后，结合现场实际情况在路基顶面补充一定的压实数遍，借此方式确保新旧路基能够有效连接成一个整体。

3.5 铺筑土工格栅

3.5.1 本改扩建工程施工中将土工格栅布置在新旧路基衔接的台阶位置，利用其强化两者之间的结合能力，有益于规避局部不均匀沉降及侧向位移等问题，进而使新旧路基衔接的整体性得到更大的保障。

3.5.2 土工格栅铺筑施工过程中对路基的平整度提出的要求较高，故而一定要严控被铺筑路段的土层平整度，严禁存在着碎、块石等坚硬凸出物，以确保土工格栅铺筑施工活动顺利推进。组织人工拉紧土工格栅，严禁局部有褶皱情况。具体在铺筑施工之前，先要对土工格栅进行试验检测，各项指标均达到标准要求后才可以进行铺筑，铺筑整体结束后，运用U形钉使土工格栅稳固在路基上，确保土工格栅铺筑稳定性符合设计要求[5]。

3.5.3 边坡高度H≥2m，在底基层下0.3、0.9m处铺设2道土工格栅，边坡高度H≥8m，堤底再加铺一道土工格栅。格栅采用双向土工格栅，拉伸强度≥120kN/m，屈服伸长率≤3%，长度8。避免强夯毁坏格栅，应在路床底强夯补平后铺设格栅，堤底格栅位置与强夯位置竖向距离不应小于2m。路线抬高2m以上不开挖大台阶，不设土工格栅，仅需清坡及开挖小台阶。

3.6 碾压

碾压不仅是使改扩建工程新旧路基合二为一的手段，也是防控发生横、纵错台等质量问题的重要举措，应严格控制现场碾压施工质量，具体碾压时加强沿线管道的保护力度。本工程运用液压强夯的办法，对于两侧并接路基（除边缘1m）及台背6m范围内，采用夯击能量≥36KJ的液压夯实设备进行补强。具体参数如下：每填高2.0m及路床（120cm）底进行夯实，锤印（锤心）间距1.3m，夯锤与台背最小距离为0.5m，单点夯击次数不小于20次。

对于单侧拼宽路基拓宽幅在液压强夯范围（4m）之外采用落锤式强夯，单击能1100kN·m，填土高度8m以下，仅路床（路床1.2m）底强夯一次，填土高度8m以上，分别在路基填筑至中部和路床底各强夯一次。

为握施工后新旧路基衔接处的压实效果，及时修复缺陷问题，结合相关规定要求，运用灌砂法测试检查新旧路基衔接处的压实度，共计选出了5个检测点，各监测点均连续检测3次，最后取平均值，检测结果见表1。

综合表1内信息，本工程新旧路基衔接处施工后的压实度均抵达了设计要求，和设计要求的95%相比均高出了1%，并且不同检测点之间的压实度检测值相差偏小，提示新旧路基衔接处压实效果较好。

表1 压实度检测结果

3.7 排水系统

为了减少雨水对本改扩建工程使用效果及质量产生的不良影响，具体建设过程中要尽早完善路基的排水系统，利用其降低严重水害问题的发生率。可以于新旧路基衔接位置的基顶每间隔20～50m布置单个横向碎石盲沟，并使其其连接路基拼接位置的纵向盲沟。

本工程现场施工过程中要确保排水的时效性，可以尝试运用抽水方法清理掉路面上的渗水或降水。也可以尝试在道路中心布置隔离带与封堵、防渗、防水层或者增设防水布，借此方式顺利地把路基积水引到坡面，以防部分积水渗到新旧路基的衔接位置而降低施工质量。

4 结束语

路基是高速公路的重要构成部分，改扩建工程建设过程中要认真分析新旧路基衔接处在稳定性方面提出的要求，全面分析造成局部路基不均匀沉降问题发生的原因，有针对性地完善新旧路基的施工方案，加强现场施工全过程的质量控制，真正把好材料及工艺应用质量关。严格按照相关规范处理好软土地基，完善排水系统等，加强差异性沉降问题的控制，确保新旧路基衔接处施工质量，为我国高速公路事业健康、长久发展保驾护航。